IFM電容式傳(chuan) 感器與(yu) 電阻式、電感式傳(chuan) 感器的區別 IFM電容式傳(chuan) 感器的優(you) 點是結構簡單價(jia) 格便宜，靈敏度高，零磁滯，真空兼容，過載能力強，動態響應特性好和對高溫、輻射、強振等惡劣條件的適應性強等。缺點是輸出有非線性，寄生電容和分布電容對靈敏度和測量精度的影響較大，以及聯接電路較複雜等。 IFM電容傳(chuan) 感器介紹：用電測法測量非電學量時，首先必須將被測的非電學量轉換為(wei) 電學量而後輸入之。通常把非電學量變換成電學量的元件稱為(wei) 變換器；根據不同非電學量的特點設計成的有關(guan) 轉換裝置稱為(wei) 傳(chuan) 感器，而被測的力學量（如位移、力、速度等）轉換成電容變化的傳(chuan) 感器稱為(wei) IFM電容傳(chuan) 感器。從(cong) 能量轉換的角度而言，電容變換器為(wei) 無源變換器，需要將所測的力學量轉換成電壓或電流後進行放大和處理。力學量中的線位移、角位移、間隔、距離、厚度、拉伸、壓縮、膨脹、變形等無不與(yu) 長度有著密切聯係的量；這些量又都是通過長度或者長度比值進行測量的量，而其測量方法的相互關(guan) 係也很密切。另外，在有些條件下，這些力學量變化相當緩慢，而且變化範圍極小，如果要求測量極小距離或位移時要有較高的分辨率，其他傳(chuan) 感器很難做到實現高分辨率要求，在精密測量中所普遍使用的差動變壓器傳(chuan) 感器的分辨率僅(jin) 達到1～5 μm數量級；而有一種電容測微儀(yi) ，他的分辨率為(wei) 0.01 μm，比前者提高了兩(liang) 個(ge) 數量級，大量程為(wei) 100±5 μm，因此他在精密小位移測量中受到青睞。 對於(yu) 上述這些力學量，尤其是緩慢變化或微小量的測量，一般來說采用電容式傳(chuan) 感器進行檢測比較適宜，主要是這類傳(chuan) 感器具有以下突出優(you) 點：(1)測量範圍大其相對變化率可超過100%；(2)靈敏度高，如用比率變壓器電橋測量，相對變化量可達10-7數量級；(3)動態響應快，因其可動質量小，固有頻率高，高頻特性既適宜動態測量，也可靜態測量；(4)穩定性好由於(yu) 電容器極板多為(wei) 金屬材料，極板間襯物多為(wei) 無機材料，如空氣、玻璃、陶瓷、石英等；因此可以在高溫、低溫強磁場、強輻射下長期工作，尤其是解決(jue) 高溫高壓環境下的檢測難題。 IFM電容傳(chuan) 感器也屬於(yu) 具有開關(guan) 量輸出的位置傳(chuan) 感器，是一種接近式開關(guan) 。它的測量頭通常是構成電容器的一個(ge) 極板，而另一個(ge) 極板是待測物體(ti) 的本身。當物體(ti) 移向接近開關(guan) 時，物體(ti) 和接近開關(guan) 的介電常數發生變化，使得和測量頭相連的電路狀態也隨之發生變化。由此，便可控製開關(guan) 的接通和關(guan) 斷。 IFM電容式傳(chuan) 感器與(yu) 電阻式、電感式等傳(chuan) 感器相比有如下一些優(you) 點： (1)高阻抗、小功率因而所需的輸入力很小，輸人能量也很低。電容式傳(chuan) 感器因帶電極板 間靜電引力極小(約幾個(ge) 10-5 N)，因此所需輸入能量極小，所以特別適宜用來解決(jue) 輸入能量低的 測量問題，例如測量極低的壓力、力和很小的加速度、位移等，可以做得很靈敏分辨力非常髙，能 感受0.001μm甚至更小的位移。 (2)溫度穩定性好。傳(chuan) 感器的電容值一般與(yu) 電極材料無關(guan) ，有利於(yu) 選擇溫度係數低的材料， 又因本身發熱極小，對穩定性影響甚微。 (3)結構簡單，適應性強，待測體(ti) 是導體(ti) 或半導體(ti) 均可可在惡劣環境中工作。電容式傳(chuan) 感 器結構簡單易於(yu) 製造可做得非常小巧，以實現某些特殊的測量;能工作在高低溫、強輻射及強 磁場等惡劣的環境中，也能對帶有磁性的工件進行測量。 (4)動態響應好。由於(yu) 極板間的靜電引力很小，可動部分做得很小很薄，因此其固有頻率很 高，動態響應時間短，能在幾兆赫的頻率下工作，特別適合動態測量，如測量振動、瞬時壓力等。 (5)可以實現非接觸測量，具有平均效應。例如非接觸測量回轉軸的振動或偏心、小型滾珠 軸承的徑向間隙等。當采用非接觸測量時電容式傳(chuan) 感器具有平均效應，可以減小工作表麵粗糙 等對測量的影響。 IFM電容式傳(chuan) 感器存在的不足之處如下： (1)輸出阻抗高，負載能力差。 (2)寄生電容影響大。 IFM電容式傳(chuan) 感器的初始電容量很小而傳(chuan) 感器的引線電纜電容(lm~2m導線可達800 pF)、測 量電路的雜散電容以及傳(chuan) 感器極板與(yu) 其周圍導體(ti) 構成的電容等“寄生電容”卻較大，這一方麵降 低了傳(chuan) 感器的靈敏度;另一方麵這些電容(如電纜電容)常常是隨機變化的，將使傳(chuan) 感器工作不穩 定，影響測量精度，其變化量甚至超過被測量引起的電容變化量，致使傳(chuan) 感器無法工作。因此對 電纜的選擇、安裝、接法都要有要求。 為(wei) 減小電纜分布電容影響，可將電子線 路的前級裝在離傳(chuan) 感器敏感部分很近的地 方，或采用所謂“雙層屏蔽等電位傳(chuan) 輸技術”， 又稱“驅動電纜”技術。這種方法的基本思路 是:連接電纜采用內(nei) 外雙層屏蔽，使內(nei) 屏蔽層 與(yu) 被屏蔽的導線電位相同，因而兩(liang) 者之間沒 有容性電流存在，這樣使引線與(yu) 內(nei) 屏蔽之間 的電纜電容不起作用，外屏蔽仍被接地而對 外界電場起屏蔽作用，其原理如圖5 - 15所 示。外屏蔽接地後，對地之間電容將成為(wei) 1:1放大器的負載，它也與(yu) 電容式傳(chuan) 感器的電 容無關(guan) 。這樣無論電纜形狀和位置如何變化，都不會(hui) 對傳(chuan) 感器的工作產(chan) 生影響。 IFM電容式傳(chuan) 感器兩(liang) 點注意： 工作頻率等於(yu) 或接近諧振頻率時，諧振頻率破壞了電容的正常作用。因此，工作頻率應該先擇低於(yu) 諧振頻率。 IFM電容式傳(chuan) 感器的有效電容除與(yu) 位移有關(guan) 外，還與(yu) 角頻率有關(guan) 。因此，在實際應用時必須與(yu) 標定的條件（ω）相同。 IFM電容傳(chuan) 感器的特點：電容量小，變化更小（PF級）。理論上，交流電橋可作為(wei) IFM電容傳(chuan) 感器的測量電路，但由於(yu) 電容及變化太小，不易實現。包括（1）調頻電路（2）運算放大器式電路（3）二極管雙T形交流電橋（4）脈衝(chong) 寬度調製電路 調頻電路 IFM電容式傳(chuan) 感器使用注意一： （1）轉換電路生成頻率信號，可遠距離傳(chuan) 輸不受幹擾。 （2）具有較高的靈敏度，可以測量高至0.01μm級位移變化量。 （3）但非線性較差，可通過鑒頻器（頻壓轉換）轉化為(wei) 電壓信號後，進行補償(chang) 。 IFM電容式傳(chuan) 感器使用注意二： （1）解決(jue) 了單個(ge) 變極板間距離式IFM電容傳(chuan) 感器的非線性問題 （2）要求Zi及放大倍數足夠大 （3）為(wei) 保證儀(yi) 器精度，還要求電源電壓的幅值和固定電容穩定 （4）由於(yu) Cx變化小，所以該電路實現起來困難 （5）輸入阻抗高（避免泄漏）、放大倍數大（接近理想放大器） IFM電容式傳(chuan) 感器 塑料外殼 ? 34 mm DC PNP 增強的抗電磁幹擾度 接插件 感應距離 20 mm [nf] 可設定 工作電壓: 10...36 V DC 電氣設計: DC PNP 輸出功能: 常閉 電流負載: 250 mA 長度: 93 mm 安裝: 非齊平安裝 感應距離: 20 可設定 mm 開關(guan) 頻率: 40 Hz 接口: M12接插件 外殼材料: PBT 環境溫度: -25...70 °C 外殼防護等級: IP 65 開關(guan) 狀態顯示: LED 黃色 附件(單獨訂購): 插座 安裝附件 產(chan) 品: 易福門或同價(jia) 值的 型號: KB5096 KB5096 - 改型品種~~ IFM電容式傳(chuan) 感器詳細參數 塑料外殼 34 mm 接插件 增強的抗電磁幹擾度 感應距離 20 mm; 可設定; [nf] 非齊平安裝 電氣數據 電氣設計 DC PNP 工作電壓 [V] 10...36 DC 電流損耗 [mA] < 13 (24 V) 防護等級 II 反相保護 是 輸出 輸出功能 常閉 電壓降 [V] < 2.5 電流負載 [mA] 250 短路保護 脈衝(chong) 過載保護 是 開關(guan) 頻率 [Hz] 40 監控範圍 感應距離 [mm] 20 可設定 實際感應距離 (Sr) [mm] 20 ± 10 % 工作距離 [mm] 0...16.2 精度/偏差 修正係數 水=1 / 玻璃約0.4 / 陶瓷約0.2 / PVC約0.2 遲滯 [Sr的百分比] 3...15 開關(guan) 點偏移 [Sr的百分比] -15...15 環境條件 環境溫度 [°C] -25...70 外殼防護等級 IP 65 認證/測試 EMC電磁兼容 EN 60947-5-2 MTTF [年] 778 機械技術數據 安裝 非齊平安裝 外殼材料 PBT 重量 [kg] 0.168 顯示器/操作件 開關(guan) 狀態顯示 LED 黃色 電氣連接 接口 M12接插件
